CN111140833A - 一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带冷却室的燃烧鸡粪与生物质混合燃料的循环流化床锅炉结构。鸡粪作为流化床锅炉的燃料，具有发热量低、含水量高、飞灰粘结性强、腐蚀性高等特点特性，常规的生物质循环流化床锅炉已不能完全满足该燃料的使用要求。本发明针对燃料的特性对锅炉各受热面进行了重新设计，在炉膛内布置屏式过热器作为高温过热器，在汽冷分离器后设置冷却室包墙，冷却室包墙内布置低温过热器和中温过热器，在尾部烟道内布置有省煤器和空气预热器，各级受热面均考虑了清灰。本发明提高了燃烧鸡粪与生物质混合燃料的流化床锅炉燃烧热能利用率，减轻了髙速高温烟气对受热面磨损及碱金属腐蚀，增强了壁面耐磨性能。

Description

一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构
技术领域
本发明属于循环流化床锅炉技术领域，具体涉及一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构。
背景技术
随着我国经济水平达到新的层次，人们对于鸡肉的需求量在不断提升，目前我国已成为世界上养殖鸡数量最多的国家，与此同时，鸡粪的处理问题也一直困扰着人们。处理得好，鸡粪可以成为一种资源，为人们所利用，处理得不好，不仅仅会造成资源的浪费，还会造成环境的污染，因此如何更有效的处理鸡粪成为一个需要迫切解决的难题。
鸡粪和生物质混合燃料作为流化床锅炉的燃料，具有发热量低、含水量高、飞灰粘结性强、腐蚀性高等特点特性，传统的生物质循环流化床锅炉已不能完全满足该燃料的使用要求。本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构紧凑、燃烧充分、燃烧热能转化率高的带冷却室的燃烧鸡粪和生物质混合燃料的循环流化床锅炉。
在此背景下，结合鸡粪的特性开发出适合燃烧鸡粪和生物质混合燃料的循环流化床锅炉。具体为一种带冷却室的燃烧鸡粪和生物质混合燃料的循环流化床锅炉受热面的布置结构。
发明内容
本发明的目的在于处理大量环境无法自行消化的鸡粪。在现有的生物质循环流化床锅炉的基础上开发适应燃烧鸡粪与生物质混合燃料的循环流化床锅炉。其锅炉结构合理，解决了燃烧鸡粪后对锅炉产生的不利影响。连续运行时间长。锅炉燃烧效率高。
提供一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构，包括：汽包、炉膛、水冷风室、过热***，返料装置、下降管、顶部连接管、上级省煤器、空气预热器、下级省煤器、给料接口和点火装置，其特征在于，
炉膛下部设置水冷风室，水冷风室上布置有低氮型燃烧风帽，炉膛密相区前后墙分别布置三层二次风管，前墙布置给料接口，高度大位于炉膛的零压区；
炉膛通过下降管、顶部连接管与汽包形成自然循环，
过热***包括汽冷分离器、低温过热器、一级喷水减温器、中温过热器、二级喷水减温器和屏式过热器；冷却室后烟室自下而上布置有低温过热器、中温过热器，在低温过热器与中温过热器之间布置有一级喷水减温器；中温过热器引出管接二级喷水减温器，屏式过热器布置在炉膛内；
空气预热器采用多级布置，其包括高温空气预热器和低温空气预热器，高温空气预热器布置在上级省煤器与下级省煤器之间； 尾部竖井烟道自上而下布置有上级省煤器、高温空气预热器、下级省煤器、低温空气预热器、空气预热器灰斗；
在汽冷分离器）与尾部烟道省煤器中间设置U型通道冷却室包墙，U型通道冷却室包墙包括前包墙、后包墙、侧包墙、隔墙包墙，U型通道冷却室包墙通过下降管，顶部连接管与汽包形成自然循环；U型通道冷却室包墙前烟室顶部布置有喷淋***，底部布置有冷却室灰斗，
中温过热器和上级省煤器之间通过冷却室包墙后连接烟道相连。
进一步地，在低温过热器和中温过热器区域布置有长伸缩式蒸汽吹灰器，在上级省煤器和下级省煤器区域布置有固定旋转式蒸汽吹灰器；在高温空气预热器和低温空气预热器区域布置有激波吹灰器。
进一步地，前包墙、后包墙、侧包墙、隔墙包墙，均为膜式水冷壁结构，联合构成U型通道。
进一步地，低温过热器、中温过热器、上级省煤器、高温空气预热器、下级省煤器和低温空气预热器均采用顺列，大截距布置，其中高温空气预热器和低温空气预热器的一二次风管箱全部采用搪瓷管材料，管箱独立布置。
进一步地，在返料装置和冷却室灰斗的立管上分别布置有压缩空气吹扫装置。
进一步地，在汽冷分离器入口处布置有SNCR喷口，炉膛底部布置有大口径绝热排渣口。
进一步地，炉膛顶部及出口处敷设有耐火浇注料，在汽冷分离器内敷设有耐火浇注料，U型通道冷却室包墙前烟室入口及顶部处、底部转弯处、后烟室出口及顶部处均敷设有耐火浇注料；在屏式过热器下部L型弯管处，在屏式过热器穿墙处水冷膜式壁上，均敷设有耐火浇注料。
进一步地，U型通道冷却室包墙前烟室顶部布置有喷淋***，底部布置有冷却室灰斗。
下面通过附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
有益效果：
炉膛高度高，截面积大，受热面积充足，流速低，控制燃烧温度不高于800℃，在汽冷分离器与尾部烟道省煤器中间设置U型通道冷却室包墙，冷却室为膜式水冷壁结构，能够快速将烟气温度从 800℃降到 650℃以内，有效降低通过过热器的烟气温度，避免过热器管壁温度过高，防止高温腐蚀，同时，在U型通道冷却室包墙底部设置的绝热冷却室灰斗，可以收集大量烟尘，大幅减轻过热器的积灰和腐蚀。U型通道冷却室包墙前烟室顶部布置有喷淋***，可调节进入低温过热器的烟气温度，从而降低管子的壁温。防止了烟气的高温腐蚀及管子粘灰现象。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图主视图。
图2为本发明实施例的结构示意图左视图。
图3为本发明实施例的结构示意图右视图。
图4为本发明实施例的结构示意图俯视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公共的实施方式作进一步详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1-4所示：一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构，包括：汽包1、炉膛2、水冷风室3、过热***，返料装置5、下降管6、顶部连接管7、上级省煤器14、空气预热器、下级省煤器16、给料接口19和点火装置20，其特征在于，
炉膛2下部设置水冷风室3，水冷风室3上布置有低氮型燃烧风帽，炉膛2密相区前后墙分别布置三层二次风管18，炉膛内布置屏式受热面，可有效提高过热蒸汽温度。
炉膛前、后墙布置有三层二次风管，提高二次风穿透效果，使燃烧充分。前墙布置给料接口19，高度大位于炉膛的零压区；
炉膛2通过下降管6、顶部连接管7与汽包1形成自然循环，烟气从炉膛2后墙上部引出进入汽冷分离器4。烟气经过汽冷分离器4的分离，大的颗粒通过返料装置5送入炉膛2后继续燃烧。汽冷分离器4分离出的清洁烟气通过中心筒引出进入U型通道冷却室包墙8。
过热***包括汽冷分离器4、低温过热器10、一级喷水减温器11、中温过热器12、二级喷水减温器13和屏式过热器9；
整个过热***由汽冷分离器、低温过热器、一级喷水减温器、中温过热器、二级喷水减温器和屏式过热器组成，保证过热蒸汽温度。所有过热***都处在包墙内，结构密封性能优，漏风系数小。采用汽冷分离器，其分离效率高，保证了锅炉有足够的循环物料。
冷却室后烟室自下而上布置有低温过热器10、中温过热器12，在低温过热器10与中温过热器12之间布置有一级喷水减温器11；中温过热器12引出管接二级喷水减温器13，经二级减温后，蒸汽进入布置在炉膛2内的屏式过热器9，蒸汽由屏式过热器出口集箱通过连接管引入汇汽集箱。烟气通过中温过热器12后，经冷却室包墙后连接烟道27进入尾部竖井烟道，屏式过热器9布置在炉膛2内；可有效提高过热蒸汽温度。
空气预热器采用多级布置，由高温空气预热器和低温空气预热器组成，高温空气预热器布置在上级省煤器与下级省煤器之间，提高了一次风的风温，热风温度可达230℃，对入炉鸡粪和生物质有预烘干作用，提高燃烧效率。
其包括高温空气预热器15和低温空气预热器17，高温空气预热器15布置在上级省煤器14与下级省煤器16之间； 尾部竖井烟道自上而下布置有上级省煤器14、高温空气预热器15、下级省煤器16、低温空气预热器17、空气预热器灰斗24；
在汽冷分离器4与尾部烟道省煤器14中间设置U型通道冷却室包墙8，U型通道冷却室包墙8包括前包墙32、后包墙33、侧包墙34、隔墙包墙35，U型通道冷却室包墙8通过下降管6，顶部连接管7与汽包1形成自然循环；U型通道冷却室包墙8前烟室顶部布置有喷淋***29，喷淋***可调节进入低温过热器的烟气温度，从而降低管子的壁温。防止了烟气的高温腐蚀及管子粘灰现象。底部布置有冷却室灰斗23，
炉膛高度高，截面积大，受热面积充足，流速低，控制燃烧温度不高于800℃，在汽冷分离器与尾部烟道省煤器中间设置U型通道冷却室包墙，U型通道冷却室包墙由前包墙、后包墙、侧包墙、隔墙包墙组成，均为膜式水冷壁结构，构成U型通道，冷却室包墙能够快速将烟气温度从 800℃降到 650℃以内，有效降低通过过热器的烟气温度，避免过热器管壁温度过高，防止高温腐蚀，同时，在U型通道冷却室包墙底部设置的绝热冷却室灰斗，可以收集大量烟尘，大幅减轻过热器的积灰和腐蚀。
中温过热器和上级省煤器之间通过冷却室包墙后连接烟道27相连。
在低温过热器10和中温过热器12区域布置有长伸缩式蒸汽吹灰器21，在上级省煤器14和下级省煤器16区域布置有固定旋转式蒸汽吹灰器36；在高温空气预热器15和低温空气预热器17区域布置有激波吹灰器22。设置吹灰器可有效防止锅炉对流受热面积灰。
前包墙32、后包墙33、侧包墙34、隔墙包墙35，均为膜式水冷壁结构，联合构成U型通道。
低温过热器10、中温过热器12、上级省煤器14、高温空气预热器15、下级省煤器16和低温空气预热器17均采用顺列，大截距布置，有效的防止堵灰。其中高温空气预热器15和低温空气预热器17的一二次风管箱全部采用搪瓷管材料，管箱独立布置，能够防止低温腐蚀，管箱更换方便。
在返料装置5和冷却室灰斗23的立管上分别布置有压缩空气吹扫装置28，有利于返料顺畅下落，在冷却室灰斗的立管上布置有压缩空气吹扫装置，有利于冷却灰顺畅下落。
在汽冷分离器4入口处布置有SNCR喷口30，喷入氨水或尿素溶液，炉膛出口烟气温度为~800℃，脱除烟气中 50 ～ 60% 的 NOx。炉膛底部布置有大口径绝热排渣口。
炉膛2顶部及出口处敷设有耐火浇注料，在汽冷分离器4内敷设有耐火浇注料，U型通道冷却室包墙8前烟室入口及顶部处、底部转弯处、后烟室出口及顶部处均敷设有耐火浇注料；在屏式过热器9下部L型弯管处，在屏式过热器9穿墙处水冷膜式壁上，均敷设有耐火浇注料。增强了壁面耐磨性能，确保锅炉安全稳定运行。
锅炉结构布置充分考虑了防堵灰、防腐蚀。对流受热面均采用大截距顺列布置，并且检修空间高，利于停炉检修及清灰。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据本发明实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构，包括：汽包（1）、炉膛（2）、水冷风室（3）、过热***，返料装置（5）、下降管（6）、顶部连接管（7）、上级省煤器（14）、空气预热器、下级省煤器（16）、给料接口（19）和点火装置（20），其特征在于，
炉膛（2）下部设置水冷风室（3），水冷风室（3）上布置有低氮型燃烧风帽，炉膛（2）密相区前后墙分别布置三层二次风管（18），前墙布置给料接口（19），高度大位于炉膛的零压区；
炉膛（2）通过下降管（6）、顶部连接管（7）与汽包（1）形成自然循环，
过热***包括汽冷分离器（4）、低温过热器（10）、一级喷水减温器（11）、中温过热器（12）、二级喷水减温器（13）和屏式过热器（9）；冷却室后烟室自下而上布置有低温过热器（10）、中温过热器（12），在低温过热器（10）与中温过热器（12）之间布置有一级喷水减温器（11）；中温过热器（12）引出管接二级喷水减温器（13），屏式过热器（9）布置在炉膛（2）内；
空气预热器采用多级布置，其包括高温空气预热器（15）和低温空气预热器（17），高温空气预热器（15）布置在上级省煤器（14）与下级省煤器（16）之间； 尾部竖井烟道自上而下布置有上级省煤器（14）、高温空气预热器（15）、下级省煤器（16）、低温空气预热器（17）、空气预热器灰斗（24）；
在汽冷分离器（4）与尾部烟道省煤器（14）中间设置U型通道冷却室包墙（8），U型通道冷却室包墙（8）包括前包墙（32）、后包墙（33）、侧包墙（34）、隔墙包墙（35），U型通道冷却室包墙（8）通过下降管（6）和顶部连接管（7）与汽包（1）形成自然循环；
中温过热器和上级省煤器之间通过冷却室包墙后连接烟道（27）相连。
2.根据权利要求1所述的一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构，其特征是，在低温过热器（10）和中温过热器（12）区域布置有长伸缩式蒸汽吹灰器（21），在上级省煤器（14）和下级省煤器（16）区域布置有固定旋转式蒸汽吹灰器（36）；在高温空气预热器（15）和低温空气预热器（17）区域布置有激波吹灰器（22）。
3.根据权利要求1所述的一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构，其特征是，前包墙（32）、后包墙（33）、侧包墙（34）、隔墙包墙（35），均为膜式水冷壁结构，联合构成U型通道。
4.根据权利要求1所述的一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构，其特征是，低温过热器（10）、中温过热器（12）、上级省煤器（14）、高温空气预热器（15）、下级省煤器（16）和低温空气预热器（17）均采用顺列，大截距布置，其中高温空气预热器（15）和低温空气预热器（17）的一二次风管箱全部采用搪瓷管材料，管箱独立布置。
5.根据权利要求1所述的一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构，其特征是，在返料装置（5）和冷却室灰斗（23）的立管上分别布置有压缩空气吹扫装置（28）。
6.根据权利要求1所述的一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构，其特征是，在汽冷分离器（4）入口处布置有SNCR喷口（30），炉膛底部布置有大口径绝热排渣口。
7.根据权利要求1所述的一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构，其特征是，炉膛（2）顶部及出口处敷设有耐火浇注料，在汽冷分离器（4）内敷设有耐火浇注料，U型通道冷却室包墙（8）前烟室入口及顶部处、底部转弯处、后烟室出口及顶部处均敷设有耐火浇注料；在屏式过热器（9）下部L型弯管处，在屏式过热器（9）穿墙处水冷膜式壁上，均敷设有耐火浇注料。
8.根据权利要求1所述的一种带冷却室的燃烧混合燃料的循环流化床锅炉结构，其特征是，U型通道冷却室包墙（8）前烟室顶部布置有喷淋***（29），底部布置有冷却室灰斗（23）。
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